Leave Your Message
חשפו את תפקיד המפתח של האלקטרוליט בשיפור ביצועי הטעינה המהירה של סוללות.

בלוג החברה

חשפו את תפקיד המפתח של האלקטרוליט בשיפור ביצועי הטעינה המהירה של סוללות.

2024-08-30
כיום, עם הפופולריות הגוברת של רכבי אנרגיה חדשים, טווח ומהירות הטעינה הפכו למוקד הדאגה הגדולה ביותר של הצרכנים. בתור "הלב" של רכבי אנרגיה חדשים, סוללות ליתיום-יון קובעות ישירות את טווח הרכב ויעילות הטעינה. בין מבני הליבה של סוללות ליתיום-יון, האלקטרוליט ממלא תפקיד מכריע.

1.jpg

I. עקרון העבודה של סוללות ליתיום-יון וחשיבות האלקטרוליט

2.jpg

עקרון העבודה של סוללות ליתיום-יון הוא כמו "כיסא נדנדה". בעת הטעינה משתחררים יוני ליתיום מהאלקטרודה החיובית, עוברים דרך המפריד, עוברים לאלקטרודה השלילית באלקטרוליט, ולבסוף מוטמעים באלקטרודה השלילית. בשלב זה, האלקטרודה השלילית אוגרת אנרגיה. בעת הפריקה משתחררים יוני ליתיום מהאלקטרודה השלילית, חוזרים לאלקטרודה החיובית דרך האלקטרוליט ומשחררים אנרגיה. ניתן לומר שהאלקטרוליט הוא הנשא לנדידה הפיכה של יוני ליתיום בין אלקטרודות, וביצועיו משפיעים ישירות על זמן הטעינה והפריקה של הסוללה.

 

II. כיצד אלקטרוליטים משפיעים על ביצועי הטעינה המהירה של הסוללה

3.jpg

האלקטרוליט הוא מרכיב מרכזי באלקטרוליט וממלא תפקיד חשוב בביצועי הטעינה המהירה של הסוללה. קודם כל, המוליכות היונית של האלקטרוליט משפיעה ישירות על מהירות הנדידה של יוני הליתיום באלקטרוליט. אלקטרוליטים בעלי מוליכות יונית גבוהה יכולים לגרום ליוני ליתיום לנוע מהר יותר בין האלקטרודות החיוביות והשליליות, ובכך לקצר את זמן הטעינה. לדוגמה, לחלק מהאלקטרוליטים החדשים יש ניידות יונית גבוהה יותר ויכולים לספק ערוץ הובלת יונים יעיל יותר במהלך טעינה מהירה.

 

שנית, יציבות האלקטרוליט חיונית גם לביצועי טעינה מהירה. במהלך טעינה מהירה, יווצרו טמפרטורה ומתח גבוהים יותר בתוך הסוללה. אם האלקטרוליט אינו יציב, עלולים להתרחש פירוק או תגובות לוואי, המשפיעות על הביצועים ותוחלת החיים של הסוללה. לכן, בחירת אלקטרוליט בעל יציבות טובה חיונית להשגת טעינה מהירה.

 

III. גורמים המשפיעים על ביצועי טעינה מהירה של אלקטרוליט

4.jpg

  1. סוגי ממס
  2. כיום, ממיסים אלקטרוליטים נפוצים כוללים קרבונטים וקרבוקסילטים בעלי שרשרת ומבנה מחזורי. נקודת ההיתוך והצמיגות של ממיסים אלה ישפיעו על מהירות הדיפוזיה של יוני ליתיום. ככל שנקודת ההיתוך והצמיגות של הממס בטמפרטורת החדר נמוכים יותר, כך המוליכות היונית חזקה יותר ומקדם הפיזור העצמי של יוני ליתיום גבוה יותר, ובכך משפר את ביצועי הטעינה המהירה של הסוללה.
  3. לדוגמה, כמה ממסים עם נקודת התכה נמוכה וצמיגות נמוכה יכולים לספק תעלת נדידה חלקה יותר עבור יוני ליתיום, בדיוק כמו כביש רחב ושטוח בעיר, מה שמאפשר לכלי רכב (יוני ליתיום) לנסוע מהר יותר.
  4. ריכוז אלקטרוליטים
  5. הגדלת ריכוז האלקטרוליט יכולה להגדיל משמעותית את מקדם הדיפוזיה העצמית של יוני ליתיום. זה כמו להגדיל את רוחב התעלה, לאפשר ליוני ליתיום לעבור מהר יותר, ובכך לשפר את ביצועי הטעינה המהירה של סוללות ליתיום-יון.
  6. תארו לעצמכם שריכוז גבוה יותר של אלקטרוליט הוא כמו כביש מהיר יותר שיכול להכיל יותר יוני ליתיום לעבור במהירות.
  7. מספר נדידת יונים
  8. אלקטרוליטים עם מספר נדידת יונים גדול יכולים לעמוד בקצב טעינה גבוה יותר באותו מצב טעינה. זה כמו בקרת תנועה יעילה יותר המבטיחה שכלי רכב יעברו במהירות בשעות העומס.
  9. אלקטרוליטים עם מספר נדידת יונים גבוה יכולים להנחות בצורה יעילה יותר את נדידת יוני הליתיום ולשפר את יעילות הטעינה.
  10. ניסוח ממס ומוליכות
  11. מוליכות יון הליתיום באלקטרוליטים עם ניסוחים שונים של ממס שונה גם היא, ויש לה השפעות שונות על ביצועי הטעינה המהירה של הסוללה.
  12. על ידי אופטימיזציה של ניסוח הממס, ניתן למצוא את השילוב המתאים ביותר עבור נדידת יוני ליתיום כדי לשפר את המוליכות ולהשיג מהירות טעינה מהירה יותר.
  13. יציבות מחזורית לטווח ארוך
  14. ניסוחים מסוימים של אלקטרוליטים יכולים לשפר את יציבות המחזור וקיבולת הפריקה של הסוללה, ובמקביל לדכא את תופעת ציפוי הליתיום על האלקטרודה השלילית של הסוללה, ולשפר עוד יותר את ביצועי הטעינה המהירה.
  15. בדיוק כמו לספק סביבת עבודה יציבה לסוללה, להבטיח שיוני ליתיום תמיד יכולים לנדוד ביעילות במהלך שימוש ארוך טווח.

 

IV. כיצד לשפר את מוליכות האלקטרוליטים

5.jpg

כדי לשפר את המוליכות של האלקטרוליט, ניתן להתחיל את ההיבטים הבאים:

 

  1. מטב את בחירת האלקטרוליטים: בחר אלקטרוליטים בעלי מוליכות יונית גבוהה, כגון מלחי ליתיום חדשים או מערכות אלקטרוליטים מעורבות. אלקטרוליטים אלה יכולים לספק יותר יונים חופשיים ולשפר את יכולת הובלת יונים.
  2. התאם את הרכב הממס: על ידי אופטימיזציה של סוגי ופרופורציות הממסים, הפחת את צמיגות האלקטרוליט והגבר את מהירות דיפוזיית היונים. לדוגמה, שימוש בממיסים בעלי צמיגות נמוכה או מערכות ממיסות מעורבות יכול לשפר את המוליכות של האלקטרוליט.
  3. יישום תוספים: הוספת כמות מתאימה של תוספים מוליכים יכולה לשפר את מוליכות האלקטרוליט. תוספים אלו יכולים להגדיל את מספר נדידת היונים ולשפר את ביצועי הממשק בין האלקטרודה והאלקטרוליט, ובכך לשפר את ביצועי הטעינה המהירה של הסוללה.
  4. בקרת טמפרטורה: בטווח מסוים, הגדלת טמפרטורת הפעולה של הסוללה יכולה להפחית את צמיגות האלקטרוליט ולהגדיל את המוליכות היונית. עם זאת, טמפרטורה גבוהה מדי עלולה להשפיע על היציבות ותוחלת החיים של הסוללה, ולכן יש לשלוט בה בטווח טמפרטורה מתאים.

 

V. המשמעות של מיטוב ביצועי אלקטרוליטים

6.jpg

על ידי שיפור סוגי הממס, התאמת ריכוז האלקטרוליטים, הגדלת מספר נדידת היונים ואופטימיזציה של ניסוח הממס, ניתן להגביר ביעילות את מהירות הנדידה של יוני הליתיום באלקטרוליט, ובכך לקצר את זמן הטעינה. זה לא רק משפר את חווית המשתמש של הצרכנים, מספק טווח טוב יותר וחווית טעינה לנסיעות בינעירוניות של כלי רכב חשמליים, אלא גם מקדם את הפיתוח של תעשיית רכבי האנרגיה החדשה.

 

בעתיד, עם ההתקדמות המתמשכת של הטכנולוגיה, מאמינים שביצועי האלקטרוליט יעברו אופטימיזציה נוספת, ויביאו כוח חזק יותר ושיטות שימוש נוחות יותר לרכבי אנרגיה חדשים. הבה נצפה לפריצות דרך חדשות בביצועי הטעינה המהירה של רכבי אנרגיה חדשים ולתרום יותר לעתיד הנסיעה הירוקה.